风力发电机偏航制动缸检漏研究_许春福.pdf
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1、2023NO2ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK图2偏航制动缸机舱与塔筒连接处漏油照片收稿日期:2022-10-19作者简介:许春福(1986),男,本科,工程师,高级电工技师,从事风力发电厂运行维护管理工作。风力发电机偏航制动缸检漏研究许春福(福建晋江天然气发电有限公司福建晋江362251)摘要风力发电机偏航制动缸安装在风力发电机机舱与塔筒结合处,长时间运行后偏航制动器就会出现不同程度的渗漏油问题,既影响机组安全运行,又增加了现场维护的工作量。受限于风力发电机现场偏航制动缸运行方式、安装位置等影响,无法直接判断偏航制动缸在风力发电机组工作中的运行状态是否存在漏油,尤其制动
2、缸哪个内部密封不好引起的渗漏油最难判断,因此风力发电机偏航制动缸检漏的最好方法,就是采用一种检漏装置,来模拟风力发电机机偏航制动器及其内部密封圈、活塞运动,实现真实的风力发电机运行中的偏航刹车过程。通过极限量程与正常量程之间的反复活塞运动,来检查偏航制缸及其附件是否存在漏油。关键词风力发电机偏航制动缸检漏装置漏油中图分类号:TM315文献标识码:A文章编号:1672-9064(2023)02046030引言风力发电机偏航制动缸在风力发电机组超偏航刹车中起到制动功能,以保证风力发电机能安全运行1。制动时液压油进入风力发电机偏航制动缸内,将风力发电机偏航制动缸的活塞杆推出,活塞杆连接刹车片,刹车片
3、与风力电发电机的转轴产生摩擦起到制动作用。当刹车片磨损一定程度后,活塞杆的伸出量会增加,进而导致密封圈受损2,最终导致漏油。渗漏的液压油,会随机舱的偏航流向风机内部四周,导致风力发电机内四处积油,致使无法精准的判断风力发电机偏航制动缸哪个漏油。目前市场上没有用于风力发电机偏航制动缸检漏的设备。1研究背景某风电场2012年5月2014年7月有16台风机陆续投产发电。风力发电机偏航制动缸漏油问题是从2016年1月开始陆续出现,至2017年6月共发生34台次,平均约2台次/月。风机偏航制动缸渗漏的液压油会与积留在偏航刹车盘上的刹片粉末混合,混合的油粉末又会引起偏航异响制动打滑。制动打滑又使刹车片磨过
4、快,刹车片磨过快又导致制动失效,制动失效严重情况下又可能会导致风机倒塔的严重事故。风机偏航制动缸渗漏油也会造成塔筒外壁污染。清理污染的塔筒外壁难度较大,成本也高,预估2万3万元/台次。偏航制动漏油还会顺着塔筒流到平台上,影响维护人员的攀爬安全和机组卫生;如果偏航制动漏油故障发生在盛风期,每天的损失电量高达3万4万kWh/台次,当月风机可利用率下降0.2%/台次。假设当某个风力电发机运行中,一个偏航制动缸漏油后(风力发电机不会立即停机),因为风力发电机仍处于运行中(风机仍会偏航、发电时也会产生自震),液压油随振动及风力发电机偏航四处流动,所以导致检修人员无法通过外观精准找到漏油的偏航制动缸,见图
5、1和图2。无法精准找到漏油的偏航制动缸通常的做法只能将风电机组16个偏航制动缸全部更换,但这样的处理无形中既增加了劳动量又造成备品备件成本的增加。图1某直驱机型的偏航制动缸机舱漏油照清洁能源462023NO2.ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK图5偏航制动缸密封圈老化龟裂变硬情况2制动缸结构分析风力发电机偏航制动器主要由进油口、缸体、胶圈、活塞、压柱、刹车片、螺栓等部分组成。当液压刹车时压力达到19 MPa左右,液压油通过偏航制动缸体外进油口推动活塞,活塞推动压柱运动,压柱作用于刹车片从而使刹车片受到径向载荷,达到刹车目的。图3为制动缸的结构图。3制动缸漏油分析对漏油的风力
6、发电机偏航制动缸逐台拆解,发现导致其漏油主要有3个原因:偏航制动缸油缸内部油污污染;偏航制动缸活塞表面磨损超标;偏航制动缸密封圈老化。3.1偏航制动缸内部油污污染的分析现有液压系统的布置是液压站处于高位,偏航制动缸处于低位,缸内的液压油无法回流至液压站,偏航制动缸内容易积存杂质。整个液压系统只有液压站里1个过滤芯,只能过滤较粗杂质,无法过滤细小颗粒杂质。现场的空间条件及油箱接口也不能外接离线滤油装置,无法对液压油进行定期滤油。解体发现油偏航制动缸内部都比较脏,有明显杂质。3.2偏航制动缸活塞表面磨损超标液压油中细小杂质会导致偏航制动缸活塞产生沟痕;偏航制动缸与活塞的间隙仅0.40 mm,活塞表
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